Cinética de solubilização de fosfatos de rocha e promoção do crescimento de Eucalyptus grandis por Aspergillus niger

Abstract

O fósforo (P) adicionado ao solo está sujeito a reações que o tornam indisponível para absorção radicular e nutrição das plantas. Os ácidos orgânicos apresentam a capacidade de solubilizar P de rochas fosfáticas (RF) e ainda podem atuar na disponibilização de P fixado ao solo. Pouco se conhece sobre a cinética de solubilização de P em RF por ação de ácidos orgânicos, as transformações desse mineral durante o processo de solubilização e capacidade de microrganismos solubilizadores em disponibilizar o P adsorvido ao solo e promover crescimento vegetal. Os objetivos com esse trabalho foram estudar a cinética de solubilização de RF e avaliar alterações morfológicas, químicas e mineralógicas após contato com ácidos orgânicos além de, avaliar a liberação de P e a contribuição para a nutrição e crescimento de plantas de eucalipto por Aspergillus niger FS1. A cinética de solubilização de RF foi realizada utilizando a técnica de stirred flow, com soluções dos ácidos orgânicos. As amostras foram coletadas por 160 mimutos e o P foi quantificado. Ácido oxálico 10 mmol L-1 foi o tratamento que apresentou maior taxa máxima de solubilização para os RF. A eficiência de solubilização aumentou quando o ácido oxálico foi combinado com ácido cítrico. Para estudos sobre a morfologia, composição química e mineralogia dos RF após o contato com ácidos orgânicos foi colocado separadamente 0,3 g de cada RF em frascos Erlenmayer 250 ml e misturados com 100 ml de soluções de ácidos orgânicos a 10 mmol L-1. Os frascos foram incubados a 28 °C, 150 rpm por 48 horas. O material residual foi submetido à MEV com EDS acoplado e à DRX. O tratamento que mais promoveu alterações, morfológicas, químicas e mineralógicas foram aqueles que tinham ácido oxálico em sua composição. O elemento que mais sofreu diminuição nas amostras foi o P. As análises de DRX confirmaram a identidade dos minerais de oxalato de cálcio formados, sendo, whewelita, wedelita e caoxita. A whewelita foi a forma encontrada em todos os RF reativos e a wedelita e caoxita estavam presente nos RF de baixa reatividade. Para avaliar a liberação de P em solo altamente intemperizados e a contribuição para a nutrição e crescimento de plantas de eucalipto foi feita adsorção de P ao solo com quantidades que variaram de 5 a 25 % da CMAP e incubou-se por 40 dias. Tratamentos com Ca2(H2PO4)2 e RF de Araxá também foram avaliados. Aspergillus niger FS1 aumentou a massa seca de raiz das plantas de eucalipto em todos os tratamentos, além de auxiliar no acúmulo de macronutrientes na planta. O acúmulo de P aumentou 234 % na parte aérea e 650 % na raiz. Os microrganismos solubilizadores de P e seus metabólitos são importantes para o processo de solubilização de P de RF e para promoção de crescimento vegetal. Destacando grande potencial de aplicação biotecnológica desses microrganismos e de seus metabólitos. Nossos dados contribuem para a construção de alternativas à adubação fosfatada convencional para culturas agrícolas e florestais buscando diversificar formas de manejo de P. Palavras-chave: Ácidos orgânicos. Fósforo. Microrganismos.Phosphorus (P) added to the soil is subject to reactions that make it unavailable for root absorption and plant nutrition. Organic acids can solubilize P from rock phosphates (RP) and can also act in the availability of P fixed to the soil. Little is known about the solubilization kinetics of P in RP by the action of organic acids, the transformations of this mineral during the solubilization process and the ability of solubilizing microorganisms to make the adsorbed P available to the soil and promote plant growth. The objectives of this work were to study the kinetics of RP solubilization and to evaluate morphological, chemical, and mineralogical alterations after contact with organic acids, in addition to evaluating the release of P and the contribution to the nutrition and growth of eucalyptus plants by Aspergillus niger FS1. The RP solubilization kinetics was performed using the stirred flow technique, with organic acid solutions. Samples were collected for 160 minutes, and P was quantified. Oxalic acid 10 mmol L-1 was the treatment that showed the highest maximum solubilization rate for RP. The solubilization efficiency increased when oxalic acid was combined with citric acid. For studies on the morphology, chemical composition, and mineralogy of the RP after contact with organic acids, 0.3 g each RP was placed separately in 250 ml Erlenmayer flasks and mixed with 100 ml of organic acid solutions at 10 mmol L-1. Flasks were incubated at 28°C, 150 rpm for 48 hours. The residual material was submitted to SEM with EDS coupled and XRD. The treatment that most promoted morphological, chemical, and mineralogical alterations were those that had oxalic acid in their composition. The element that suffered the most decrease in the samples was P. XRD analyzes confirmed the identity of the calcium oxalate minerals formed, namely, whewelite, wedelite and kaoxite. Whewelite was the form found in all reactive RPs and wedelite and kaoxite were present in low reactivity RPs. To evaluate the release of P in highly weathered soil and the contribution to the nutrition and growth of eucalyptus plants, P was adsorbed to the soil with amounts ranging from 5 to 25 % of MPAC and incubated for 40 days. Treatments with Ca2(H2PO4)2 and RP from Araxá were also evaluated. Aspergillus niger FS1 increased the root dry mass of eucalyptus plants in all treatments, in addition to helping the accumulation of macronutrients in the plant. P accumulation increased by 234 % in shoots and 650 % in roots. P solubilizing microorganisms and their metabolites are important for the P solubilization process of RP and for promoting plant growth. Highlighting the great potential for biotechnological application of these microorganisms and their metabolites. Our data contribute to the construction of alternatives to conventional phosphate fertilization for agricultural and forestry crops, seeking to diversify forms of P management. Keywords: Organic acids. Phosphorus. Microorganisms.